방조제 체절시 사석 및 돌망태의 적정규모 산정을 위한 매뉴얼 개발 -II. 현장적용-

송현구(Song, Hyun-Gu),김종규(Kim, Jong-Kyu),황인찬(Hwang, In-Chan) 한국해안해양공학회 2009 한국해안해양공학회 논문집 Vol.21 No.2

본 연구에서는 수리모형실험 결과 및 기존 경험식의 비교검증을 토대로 개발된 사석 및 돌망태 규모를 산정하기 위한 매뉴얼을 이용하여 새만금 방조제 끝막이 공사기간 동안 사전에 예측된 일별, 매시간별, 발생 유속 자료를 이용하여 발생유속에 따른 사석규모와 사석규모의 한계유속 초과시 적절한 돌망태의 혼용율을 시공현장에 제공하였다. 또한 시공에 따른 수심변화를 고려하여 수심별 사석규모도 제공하였다. 개발된 매뉴얼을 통해 발생유속에 따른 사석 및 돌망태 규모와 사석과 돌망태의 적정혼용율을 제시함으로써 시공에 따른 재료(사석 및 돌망태)의 유실을 최소화하여 성공적인 끝막이가 될 수 있도록 하였으며, 개발된 매뉴얼의 적용성을 입증하였다. This research utilized the manual to calculate the structural scale of stone and gabion, which was developed through comparison and verification of the results drawn by hydraulic model experiment and existing empirical formula. Appropriate structural scale of stone according to the construction site when the critical velocity was exceeded, utilizing the previously expected and recorded data on current velocity per day and per hour during the final closure period for Saemangeum sea dike. Also, the scale of rocks was presented, considering the altercation in water depth according to the construction. The developed manual offered appropriate rate of mixed use of stone and gabion that suits various flow velocities, which will minimize any loss of stone-gabion and contribute to successful final closure, and proved the utility and application of the manual.

대형 수리모형 실험시설 구축 및 향후 활용방안

송현구(Song, Hyun Koo) 대한토목학회 2016 대한토목학회 학술대회 Vol.2016 No.10

수리모형실험을 통한 낙동강 23공구 가동보의 통수능 검토

송현구 ( Hyungu Song ),박병준 ( Byongjun Park ),곽경일 ( Gyeongil Kwak ),김하집 ( Hajip Kim ) 한국농공학회 2011 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2011 No.-

하천에 설치되는 보 구조물은 평시에는 수량을 유지함으로서 용수를 확보하고, 수변공간으로서의 기능을 하되, 강우시 홍수가 유역으로 유입되더라도 안전하게 배제시켜 침수로부터 피해를 입지 않도록 설계되어야 한다. 본 연구의 대상인 4대강 살리기 낙동강 23공구(강정보)에서 그러한 기능을 융통성 있게 해 주는 것이 가동보인데, 수리모형실험을 통한 통수능 검토가 필요하며, 그에 따른 성과물은 가동보 운영지침 마련에 기초자료가 된다. 낙동강 23공구의 가동보는 모두 2련이며, 가동보 운영조건에 따른 방류능력 검토실험은 좌측 가동보만 운영하는 경우, 우측 가동보만 운영하는 경우, 좌ㆍ우측 가동보 모두 운영하는 경우로 나누고, 각 경우에 대해 가봉보가 모두 상승한 상태에서 2m씩 하강시켜, 모두 하강한 상태에 도달할때까지 가동보를 조절하였다. 즉 가동보가 상승ㆍ하강 할 수 있는 범위는 10m 이므로 가동보의 조절은 각 경우에 대하여 5회 실시할 수 있다. 작동대상 가동보의 조절이 완료되면, 상류부 수위는 보의 최소 천단고로부터 1m 씩 상승시키고 하류부의 수위는 관리수위로 고정시키도록 하였으며, 정상류가 이루어졌을 때 통과되는 유량을 계측하였다.

물넘이 하류부 감세공 형식에 따른 에너지 감세율 검토

송현구 ( Hyun Gu Song ),정재상 ( Jae-sang Jung ),정석일 ( Seok-il Jeong ),유임도 ( Im Do Ryu ) 한국농공학회 2015 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2015 No.-

물넘이 하류부 감세공의 능력을 검토하기 위해 수리모형실험을 통해 에너지 감세율을 계산하였다. 감세공 상류측의 물넘이는 Radial 게이트 11련이 설치된 향후 구축 예정인 예당저수지 물넘이를 대상으로 하였다. 예당저수지의 물넘이는 가장 낮은 감세공 높이를 기준으로 길이 165 m, 접근수로 바닥고 10.5 m, 물넘이 마루높이 13.1m 이다. 감세공 능력 검토를 위한 수리모형은 1/35 축척으로 제작하였다. 감세공의 정수지 폭은 190 m 이며, 슈트 블록 천단 표고 6.4 m, end sill 표고 6.5 m 로 구성되었다. 감세공은 길이 및 높이에 따라 크게 4가지 안에 대해 검토하였다. 1안은 감세공의 길이가 58 m, 바닥고가 3.5 m이며, 2안은 감세공 길이 58 m, 바닥고 0 m, 3안은 감세공 길이 52 m, 바닥고 3.5 m 이며, 1, 2, 3안은 모두 슈트블록이 설치되었다. 4안은 감세공 길이 58 m, 바닥고 3.5 m이며 슈트블록이 설치되지 않은 안이다. 에너지 감세율은 물넘이 상류부의 유속 및 수위에 따른 전수두와 감세공을 통과한 하류부의 평균유속 및 수위를 이용하여 계산하였다. 상류부의 유량은 원형에서 5,062 ㎥/s 이며,모형에서는 0.698 ㎥/s 이다. 하류측의 경계 수위조건은 13.48 m이다. 검토결과 에너지 감세율은 3안에서 21.6%로 에너지 감세가 가장 많이 되는 것으로 나타났으며, 1안 20.9%, 2안 19.0%, 4안 18.7% 순으로 나타났다. 감세공의 길이가 가장 길고, 깊이가 가장 깊은 2안은 급경사수로의 빠른 유속을 약 65.5%로 크게 감소시켰으나, end sill 을 타고 흐르는 연직방향의 흐름과 와류에 의해 수위가 높게 측정되어 에너지 감세율은 상대적으로 크게 나타나지 않았다. 슈트블록을 제거한 4안의 경우 에너지 감세율이 가장 낮은 것으로 나타났으나 3안과 비교했을 때 차이는 약 3%로 크지 않았다. 즉, 감세공의 길이보다는 깊이와 슈트블록의 설치 유무가 에너지 감세율에 보다 큰 영향을 주는 것으로 나타났다.

지구온난화에 따른 새만금 방조제 전면해역 해양환경변화

송현구(Song Hyun-Gu),정재상(Jung Jae-Sang),김지성(Kim Jusung),조권상(Cho Kwonsang) 대한조선학회 2012 대한조선학회 학술대회자료집 Vol.2012 No.5

새만금 방조제의 폭풍해일에 의한 안전도 평가

송현구 ( Hyun-gu Song ),이용직 ( Yong-jig Lee ),박해성 ( Hae-sung Park ),조영권 ( Young-kweon Cho ) 한국농공학회 2009 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2009 No.-

해수면 상승은 1992년 IPCC에 의해 설정된 시나리오 IS92a(Best Estimate), IS92e(High Estimate)에 의거 2100년까지 각각 50cm, 100cm 증가하는 것으로 추산하였다. 해수온도의 상승으로 더욱 강력해진 태풍을 Super Typoon이라 정의하고 과거 새만금 방조제를 위협했던 Irving(7910)과 Prapiroon(0012)의 이동경로를 토대로 총 10개의 Super Typoon을 선정하였다. 선정된 Super Typoon을 대상으로 수치모의를 수행하였으며 모의결과 Super Typoon에 노출시 새만금 방조제 전면해역 해수면은 최대 1m까지 상승하는 것으로 나타났다. 해양환경변화와 해수면 상승은 새만금 방조제 사면에서의 처오름과 월파에 상당한 영향을 미쳤으며, IS92a의 경우 Plunging 형태의 쇄파가 이차소단 전면부에, IS92e의 경우 Plunging 형태의 쇄파가 이차소단에서 발생하였다. 또한 쇄파로 인한 거친 전단류가 방조제 정점을 지나 상당량 월류하였다. 이러한 결과는 처오름을 저감하기 위해 설치된 이차소단이 수중에 잠김으로써 무력화되어 발생한 것으로 보이며, 지구온난화에 의한 해수면 상승과 Super Typoon에 노출시 검토가 필요하다는 것을 시사한다. Following the scenario IS92a (Best Estimate) and IS92e (High Estimate) adopted by IPCC in 1992, we assume that sea level rise will reach 50 cm and 1.0 m in case of IS92a and IS92e, respectively, by the end of 2100. After defining the Super Typhoon as violent one due to warmed sea water, we choose 10 Super Typhoon considering tracks of Irving (7910) and Prapiroon (0012), which jeopardized the Saemangum Sea Dike in the past, and proceed to numerically simulate the storm surge by Super Typhoons. It turns out that storm surge height off Saemangum Sea Dike will reach around 1.0 m once it is exposed to Super Typhoons. The sea level rise and intensified sea state due to Global warming have a profound effect on the run-up and overtopping across the coastal defense system. It is shown that plunging type wave breaking takes place just offshore the beginning of 2^nd berm in a case of IS92a, and over the 2^nd berm in a case of IS92e. It is also shown that very strong shear current becomes more visible as wave breaking over-tops the Saemangum Sea Dike. We believe these phenomena to be caused by submergence of 2^nd berm at 4.52m MSL which nullify the alleviation of run-up by 2^nd berm due to the sea level rise by storm surge and Global warming, which makes the modification of design water levels of coastal defense systems around Korean peninsula already in service inevitable.

임하댐 터널식 여수로 계획에 따른 수리모형 실험

송현구(Song Hyungu),김동주(Kim Dongjoo),백운일(Baek Un-Il),박형섭(Park Hyung-Seop) 대한토목학회 2006 대한토목학회 학술대회 Vol.2006 No.10

임하댐 터널식 여수로 계획에 따른 수리모형 실험

송현구 ( Song Hyun Gu ),박창언 ( Park Chang Eon ),김동주 ( Kim Dong Joo ),김형일 ( Kim Hyung Il ) 한국농공학회 2006 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2006 No.-

The tunnel-type spillway is being planned for Imha-Dam, in order to enhance the safety against frequent disastrous floods. To analyze hydraulic characteristics for various flow conditions at some main parts on the spillway, a scale-down hydraulic model was made and experimented in KRC. Several flow characteristics were improved by some modifications of the planning on the spillway.

방조제 체절시 사석 및 돌망태의 적정규모 산정을 위한 매뉴얼 개발 -I. 이론 및 모형의 검증-

송현구(Song, Hyun-Gu),김종규(Kim, Jong-Kyu),황인찬(Hwang, In-Chan) 한국해안해양공학회 2009 한국해안해양공학회 논문집 Vol.21 No.2

방조제 시공구간의 사석 및 돌망태의 적정규모를 산정하기 위한 매뉴얼을 개발하였다. 본 매뉴얼은 새만금 방조제 끝막이 구간의 상고공, 바닥보호공, 1차 사석재 구간을 대상으로 한 재료의 이동한계유속을 측정한 수리모형실험 결과와 기존의 경험공식에서 산정되는 규모별 이동한계유속의 비교 및 검증을 통해 개발되었다. 또한 현재까지 수행되지 않았던 사석과 돌망태를 혼용할 경우에 대하여도 이동한계유속을 측정하여 매뉴얼에 추가하였다. 본 매뉴얼은 새만금방조제 끝막이 기간 동안 발생유속에 대한 일별로 시공구간별 적정규모를 제시하였으며, 새만금방조제 끝막이가 끝난 후 그 적용성이 상당히 높게 평가되었다. This paper focuses on the attempt to manual application for optimization structural scale of stone and Gabion at the closing gap of sea dike. The manual was developed through hydraulic model experiment that measured the critical velocity of sill-crest, bottom protection and dam-face at the final closure of Saemangeum sea dike, and through the comparison and verification of critical velocity for each scale calculated by existing empirical formula. Also, the critical velocity when rocks are used together with gabion is measured to add to the manual, which is an initial attempt that had not been executed before. The manual proposes the appropriate structural scale according to the measured critical velocity per day during the final closure period of Saemangeum sea dike, and its application was appraised highly after the completion of the final closing.

새만금 전면해역에서의 지진해일 출현가능성 연구

송현구 ( Hyun-gu Song ),김종규 ( Jong-kyu Kim ),조권상 ( Kwon-sang Cho ),최인규 ( In-kyu Choi ) 한국농공학회 2010 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2010 No.-

2005년 3월 25일 후쿠오카 북서쪽 약 20km 해역에서 발생하여 응력 취약부인 대마도 주변 해저의 쓰시마-고토 단층대를 통해 우리나라에도 영향을 미친 후쿠오카 지진은 우리나라 사회에 쓰시마-고토라는 큰 활성 단층대의 존재를 처음으로 부각시켰다. 이 단층대는 한반도를 향하고 있으며 필리핀해판이 이 단층을 자극하는 경우 일본과 한반도가 동시에 큰 피해를 받을 가능성이 일각에서 제기되고 있다. 최근 수마트라에서 발생한 지진해일은 인근 동남아시아 연안을 강타하여 기록적인 피해를 야기한 바 있다. 현재 이러한 침수 피해를 줄이기 위해 지진해일 예·경보 시스템 개발을 위한 많은 연구들이 진행되고 있는 듯 보여진다. 그러나 우리나라 해안은 지근거리의 쓰시마-고토 단층대에 직접적으로 노출되어 있어 대피시간의 부족 등으로 인해지진해일 예경보 시스템만으로는 지진해일의 기습에 대한 효과적인 대응책이 되지 못할 수 있다는 우려가 일각에서 제기되고 있는 실정이다. 전술한 경우 연안 방재 시스템의 설계 기준은 지진해일의 습격에 대비할 수 있도록 재조사 되어야 하며, 필요하다면 적절히 보강되어야 할 것으로 판단된다. 이러한 인식에 기초하여 대한해협에서의 지진해일 전파과정을 수치모의 하였다. 우리나라 근처에 존재하는 서해안의 추가령 단층계, 동해안의 양산 단층계, 대한해협과 인접한 쓰시마-고토 단층대 등이 존재하나 새만금 방조제 전면해역에 영향을 미칠 수 있는 것은 쓰시마-고토 단층대로 판단하여 지진해일은 쓰시마-고토 단층대에서 한반도에 영향을 미쳤던 지진 중 비교적 생기빈도가 높은 리히터 규모 7.5의 지진발생에 의해 야기되는 것으로 가정하였다. 가장 강건한 지진해일모형인 비선형 천수방정식을 기본방정식으로 사용하였으며 경계조건으로는 개방경계의 경우 에너지 흡수 경계조건, 각 영역사이의 내부경계에서는 동적연계기법을 사용하였다 (Yoon, 2002). 기본방정식은 ADI 기법을 활용하여 차분하였으며, 지진해일의 초기 파형은 Manshinha와 Smylie (1971)의 Green function method에 의해 산출하였다. 진앙 깊이, 융기부의 폭과 길이, 융기고는 지진 규모와 융기부 면적, 융기고간의 경험적 관계식과 Aida (1984) 모형을 원용하여 각각 2km, 30km, 90km, 760cm로 선정하였으며 주향각 [strike angle], 단층경사각 [slip angle], dip angle은 각각 240°, 40°, 90°로 선정하였다. 지진해일발생 후 60여분 경과 후 선도파랑이 제주도 동해안에 도달하기 시작하며, 약 90분 경과 후 우리나라 남해안에 내습하기 시작하며 이는 대피시간 부족으로 인해 지진해일 예·경보 시스템이 그 기능을 다하지 못할 수 있음을 시사한다. 약 100분 경과 후 제주도 서측 해안에 북단과 남단에서 각각 회절되어 입사되는 파랑이 중첩되는 것을 확인할 수 있다. 약 180분 경과 후 지진해일의 선도파랑은 회절되어 우리나라 서해안으로 진입하는 것으로 판단된다. 그러나 새만금 전면해역의 지진해일고는 0.1m 이내로 새만금 방조제에 미치는 영향은 그다지 크지 않는 것으로 판단된다.